分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统及工艺技术方案

技术编号:34853099 阅读:27 留言:0更新日期:2022-09-08 07:53
本发明专利技术公开了一种分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统及工艺,该系统包括:隔壁塔,包括:隔壁塔本体、进料口、隔板、公共精馏段、公共提馏段、预精馏段、预提馏段、抽出段,抽出段设置有上部侧采线、下部侧采线,下部侧采线位于上部侧采线下方,上部侧采线用于采出高纯二氯二氢硅和三氯氢硅混合液,下部侧采线用于采出高纯三氯氢硅;冷凝器,与隔壁塔连接;塔顶采出线,与冷凝器连接;再沸器,与隔壁塔连接;塔釜采出线,与隔壁塔的塔釜连接。本发明专利技术中的工艺降低了设备投资;缩短了工艺流程;减少了建设用地;降低了能量的消耗,对于多晶硅生产过程能耗的降低具有很好的指导意义。产过程能耗的降低具有很好的指导意义。产过程能耗的降低具有很好的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统及工艺


[0001]本专利技术属于多晶硅光伏
,具体涉及一种分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统及工艺。

技术介绍

[0002]目前多晶硅生产过程中,还原炉产生的尾气通常都采用冷凝—吸收—解析的工艺路线回收氢气、氯化氢及氯硅烷(二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅)。吸收塔富液和冷凝液通常采用解析塔、汽提塔、深冷的方法分离、提纯氯化氢,汽提塔塔釜液和解析塔塔釜液分别送至精馏单元的还原二氯分离塔和还原塔进一步分离氯硅烷。传统工艺做到氯化氢(HCL)、二氯二氢硅(DCS)、三氯氢硅(TCS)、四氯化硅(STC),需要3~5塔分离,流程长、操作难、能耗高、投资大。现有技术中,传统HCl解析塔采用普通板式塔或填料塔,无侧采线,塔顶气相经水冷后不凝气采出HCl混合气体,其中DCS含量高,造成下游HCl压缩机负荷大、运行不稳定。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足,提供一种分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统及工艺,隔壁塔能克服热泵精馏、多效精馏、压差热耦合精馏和内部热集成精馏等的不足,在分离适宜的给定混合物时通常比传统两塔序列节省能量消耗和设备投资。
[0004]解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是提供一种用于分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统,包括:
[0005]隔壁塔,包括:隔壁塔本体、设置于隔壁塔本体上的进料口、设置在隔壁塔本体内的隔板、隔板将隔壁塔本体分隔出的公共精馏段、公共提馏段、预精馏段、预提馏段、抽出段,公共精馏段为隔板与塔顶之间的区域,公共提馏段为隔板与塔釜之间的区域,预精馏段、预提馏段设置于隔板的一侧,抽出段设置于隔板的另外一侧,抽出段设置有上部侧采线、下部侧采线,下部侧采线位于上部侧采线下方,上部侧采线用于采出高纯二氯二氢硅和三氯氢硅混合液,高纯二氯二氢硅和三氯氢硅混合液中二氯二氢硅和三氯氢硅总含量>99.9mas%,其中三氯氢硅含量≥95mas%,下部侧采线用于采出高纯三氯氢硅,高纯三氯氢硅中的三氯氢硅含量>99.9mas%;
[0006]冷凝器,冷凝器的入口与隔壁塔的塔顶连接,冷凝器的出口与隔壁塔的塔顶连接,冷凝器用于对隔壁塔的塔顶物进行冷却;
[0007]塔顶采出线,与冷凝器连接;
[0008]再沸器,再沸器的入口与隔壁塔的塔釜连接,再沸器的出口与隔壁塔的塔釜连接,再沸器用于对隔壁塔的塔釜物进行加热再沸;
[0009]塔釜采出线,与隔壁塔的塔釜连接。
[0010]优选的是,所述的用于分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统,还包括:
[0011]汽提塔,与冷凝器连接,汽提塔用于汽提出氯化氢;
[0012]深冷器,与汽提塔的塔顶连接,深冷器用于对汽提塔的塔顶物进行冷却;
[0013]分离罐,分离罐的入口与深冷器连接,分离罐用于对深冷器的深冷物料进行气液分离,分离罐的液相出口与汽提塔连接;
[0014]汽提塔塔顶气相线,与分离罐的气相出口连接。
[0015]优选的是,隔板距离隔壁塔的塔顶为第一预设距离,隔板距离隔壁塔的塔釜为第二预设距离,在水平方向上,隔板将隔壁塔本体分为两个腔体,进料侧的腔体分为预提馏段、预精馏段,另一侧腔体为抽出段,进料侧的腔体与另外一侧腔体的横向横截面比为(0.5~2):1,隔板的高度为隔壁塔总高度的25~75mas%。
[0016]本专利技术还提供一种使用上述的系统分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的工艺,包括以下步骤:
[0017]使用所述的系统分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液。
[0018]优选的是,隔壁塔本体主塔理论塔板数45~90,其中,预提馏段的理论塔板数15~30,预精馏段的理论塔板数15~30,抽出段的理论塔板数30~60,公共提馏段理论塔板数10~20,公共精馏段理论塔板数5~10
[0019]优选的是,隔壁塔的操作温度为75~140℃,其操作压力为表压0.4~1MPa,其回流比为2.5~5。
[0020]优选的是,再沸器采用表压≥4MPa的蒸汽与隔壁塔的塔釜物换热,隔壁塔的塔釜操作温度为100~140℃,操作压力为表压0.42~1.0MPa。
[0021]优选的是,冷凝器将隔壁塔的塔顶气冷凝,其回流比为2.5~5,采出部分冷凝液高纯二氯二氢硅(DCS>99.8mas%)。
[0022]优选的是,上部侧采线设置于隔壁塔本体从上往下1/5~1/3塔板处。上部侧采线为高纯度的二氯二氢硅(DCS)和三氯氢硅(TCS)混合物侧采线,其中三氯氢硅(TCS)含量≥95mas%,可直接送至下游还原工序进行配料。
[0023]优选的是,下部侧采线设置于隔壁塔本体从上往下2/3~4/5塔板处。下部侧采线为高纯度三氯氢硅(TCS)侧采线,其中三氯氢硅(TCS)含量>99.9mas%,直接送至下游还原工序用作还原原料。
[0024]优选的是,进料口设置于预提馏段和预精馏段一侧,且设置于隔壁塔本体从上往下1/5~4/5塔板处,进料口下侧为预提馏段,进料口上侧为预精馏段。
[0025]优选的是,使用上述的系统,
[0026]汽提塔的操作温度为

50~60℃,其操作压力为表压0.35~0.9MPa,其理论塔板数5~10,其塔顶冷凝液全回流。
[0027]优选的是,使用上述的系统,
[0028]深冷器的深冷温度为

25℃~

70℃。
[0029]本专利技术中的分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统及工艺,与现有技术相比,将普通的解析塔改为隔壁塔,增加两条了侧采线,分别采出高纯二氯二氢硅(DCS)和高纯二氯二氢硅、三氯氢硅混合液,因此下游可直接取消还原二氯分离塔以及还原1级塔,以及两台塔所属的再沸器、冷凝器、缓冲罐及回流泵和塔釜泵,该工艺明显具有以下优点:流程短、操作少、能耗低、投资小。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例2中的用于分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统的结构示意图。
[0031]图中:T1

隔壁塔、T2

汽提塔、E1

再沸器、E2

冷凝器、E3

深冷器、B1

分离罐、Q1

预提馏段、Q2

预精馏段、Q3

公共提馏段、Q4

公共精馏段、Q5

抽出段、Q6

隔板;S1

进料线、S2

塔釜采出线、S3

下部侧采线、S4

上部侧采线、S5

塔顶采出线、S6

汽提塔塔顶气相线。
具体实施方式
[0032]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案,下本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统,其特征在于,包括:隔壁塔,包括:隔壁塔本体、设置于隔壁塔本体上的进料口、设置在隔壁塔本体内的隔板、隔板将隔壁塔本体分隔出的公共精馏段、公共提馏段、预精馏段、预提馏段、抽出段,公共精馏段为隔板与塔顶之间的区域,公共提馏段为隔板与塔釜之间的区域,预精馏段、预提馏段设置于隔板的一侧,抽出段设置于隔板的另外一侧,抽出段设置有上部侧采线、下部侧采线,下部侧采线位于上部侧采线下方,上部侧采线用于采出高纯二氯二氢硅和三氯氢硅混合液,下部侧采线用于采出高纯三氯氢硅;冷凝器,冷凝器的入口与隔壁塔的塔顶连接,冷凝器的出口与隔壁塔的塔顶连接,冷凝器用于对隔壁塔的塔顶物进行冷却;塔顶采出线,与冷凝器连接;再沸器,再沸器的入口与隔壁塔的塔釜连接,再沸器的出口与隔壁塔的塔釜连接,再沸器用于对隔壁塔的塔釜物进行加热再沸;塔釜采出线,与隔壁塔的塔釜连接。2.根据权利要求1所述的用于分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统,其特征在于,还包括:汽提塔,与冷凝器连接,汽提塔用于汽提出氯化氢;深冷器,与汽提塔的塔顶连接,深冷器用于对汽提塔的塔顶物进行冷却;分离罐,分离罐的入口与深冷器连接,分离罐用于对深冷器的深冷物料进行气液分离,分离罐的液相出口与汽提塔连接;汽提塔塔顶气相线,与分离罐的气相出口连接。3.根据权利要求1或2所述的用于分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的系统,其特征在于,隔板距离隔壁塔的塔顶为第一预设距离,隔板距离隔壁塔的塔釜为第二预设距离,在水平方向上,隔板将隔壁塔本体分为两个腔体,进料侧的腔体分为预提馏段、预精馏段,另一侧腔体为抽出段,进料侧的腔体与另外一侧腔体的横向横截面比为(0.5~2):1,隔板的高度为隔壁塔总高度的25~75mas%。4.一种使用权利要求1~2任意一项所述的系统分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液的工艺,其特征在于,包括以下步骤:使用所述的系统分离多晶硅还原尾气吸收富液和冷凝液。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘从伟宋高杰张治锦李国苑郑宝刚
申请(专利权)人:新特能源股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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